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功能作图(functional mapping)分析大肠杆菌和金黄色葡萄球菌之间的竞争互作

微生物学通报 2023年第9期50卷 3784-3799页

作者：尹丽新李彩凤何晓青邬荣领金一北京林业大学生物科学与技术学院北京100083

【背景】功能作图(functional mapping)模型是基于统计方法的分析生物体动态复杂性状发育的全基因组作图方法,旨在定位性状发育过程中的数量性状位点(quantitative trait loci,QTL),将功能作图应用于微生物研究有助于解析复杂的互作过... 详细信息

【背景】功能作图(functional mapping)模型是基于统计方法的分析生物体动态复杂性状发育的全基因组作图方法,旨在定位性状发育过程中的数量性状位点(quantitative trait loci,QTL),将功能作图应用于微生物研究有助于解析复杂的互作过程。【目的】利用功能作图定位两种微生物在动态生长发育过程中发挥显著作用的QTL,通过基因功能注释找到影响微生物表型生长的基因。【方法】将大肠杆菌和金黄色葡萄球菌各100个菌株单独培养和一一配对共同培养,将取得的各菌株生长丰度表型数据和单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphism,SNP)数据进行关联分析,找到同一物种在不同培养条件下对生长起作用的显著QTL。【结果】通过功能作图分析,在大肠杆菌中定位到217个QTL,金黄色葡萄球菌中定位到152个QTL;通过功能聚类和基因注释分析发现,QTL所在候选基因中金黄色葡萄球菌scdA、sdrC、sdrD、ftsA和大肠杆菌phr、nagC、eptA、ppsA、priA、flim基因对微生物的生长发挥了较大作用。【结论】本文借助功能作图定位了大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在竞争互作中的关键基因,研究成果不仅为功能作图在微生物研究中的应用奠定了基础,更为解析微生物复杂的相互作用机制提供了新的思路。

关键词：大肠杆菌金黄色葡萄球菌竞争互作功能作图显著数量性状位点

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海南省潜叶蝇及其寄生蜂的组成和发生动态

海南省潜叶蝇及其寄生蜂的组成和发生动态

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作者：贺静长江大学

学位级别：硕士

潜叶蝇是危害蔬菜、花卉等经济作物的一类世界性重要小型害虫,成虫和幼虫均可危害植物叶片。我国是世界上受到潜叶蝇类害虫危害最为严重的国家之一,主要潜叶蝇有6种,包括2种本地种:豌豆彩潜蝇Chromatomyia horticola(Goureau)和葱斑潜蝇... 详细信息

潜叶蝇是危害蔬菜、花卉等经济作物的一类世界性重要小型害虫,成虫和幼虫均可危害植物叶片。我国是世界上受到潜叶蝇类害虫危害最为严重的国家之一,主要潜叶蝇有6种,包括2种本地种:豌豆彩潜蝇Chromatomyia horticola(Goureau)和葱斑潜蝇Liriomyza chinensis Kato;4种入侵性斑潜蝇:美洲斑潜蝇*** Blanchard、三叶草斑潜蝇***(Burgess)、南美斑潜蝇***(Blanchard)和番茄斑潜蝇***(Kaltenbach)。潜叶蝇寄主谱广、繁殖力强、世代历期短以及其潜道式危害特点使得化学防治难以奏效。寄生蜂种类丰富,在自然环境中对潜叶蝇的种群调控发挥着重要的作用。海南省是封闭式的海岛,包括5个不同的气候区,美洲斑潜蝇和三叶草斑潜蝇入侵后,迅速扩散成为当地斑潜蝇优势种。本研究以海南省为例,于2014-2020年开展了潜叶蝇及其寄生蜂组成和发生动态的系统调查和研究,对采集获得的潜叶蝇及其寄生蜂数据进行分析,以期在明确潜叶蝇与寄生蜂种类的基础上,揭示海南省潜叶蝇及寄生蜂的发生动态,进一步明确不同潜叶蝇及寄生蜂间的种群竞争演替规律,为利用寄生蜂进行绿色可持续防控潜叶蝇提供参考。主要研究结果如下:1.海南省潜叶蝇的组成和发生动态共采集潜叶蝇样本18533头,包括本地种葱斑潜蝇和豌豆彩潜蝇,入侵种美洲斑潜蝇和三叶草斑潜蝇。其中,三叶草斑潜蝇和美洲斑潜蝇为优势种,分别占潜叶蝇总数的65.92%和29.98%;三叶草斑潜蝇的寄主谱最广,涉及10科20种,美洲斑潜蝇涉及8科20种寄主植物;两种斑潜蝇在全年均可发生,在种植“反季蔬菜”期间(即秋末至次年早春)危害严重;葱斑潜蝇和豌豆彩潜蝇危害轻,葱斑潜蝇主要发生于秋末冬初,仅危害葱属植物;豌豆彩潜蝇主要寄主为豌豆,在冬季低温季节发生。2.美洲斑潜蝇与三叶草斑潜蝇的竞争取代美洲斑潜蝇和三叶草斑潜蝇同域共存现象明显,在豆科、葫芦科、茄科和十字花科等作物上均可同期发生,但二者在不同寄主植物上的优势度存在差异。三叶草斑潜蝇在芹菜、茼蒿和豇豆上危害严重,分别占该寄主植物上潜叶蝇总数的99.29%、95.21%和84.18%;美洲斑潜蝇嗜好葫芦、黄瓜和番茄等,占比均在84.41%以上。两种斑潜蝇之间存在竞争现象,2016-2019年调查结果显示,三叶草斑潜蝇种群比例呈上升趋势,美洲斑潜蝇种群比例下降,未出现三叶草斑潜蝇完全取代美洲斑潜蝇的现象。在海南不同气候区,三叶草斑潜蝇与美洲斑潜蝇的优势度存在差异,美洲斑潜蝇在海南东部半湿润区的文昌、琼海、万宁和西部半干旱区的东方以及北部湿润区的海口为优势种;三叶草斑潜蝇在南部半干旱半湿润区的三亚、乐东、陵水和北部湿润区的澄迈为优势种;在中部山地湿润区的琼中两种斑潜蝇优势度相近。3.潜叶蝇寄生蜂的组成和发生动态收集寄生蜂样本25775头,分属3科(姬小蜂科Eulophidae、茧蜂科Braconidae和金小蜂科Pteromalidae)12属16种;其中姬小蜂科占寄生蜂总数的93.66%,涉及9属12种;茧蜂科占6.33%,涉及2属3种;金小蜂科仅发现1种。三叶草斑潜蝇的寄生蜂有3科14种,美洲斑潜蝇的寄生蜂有3科13种,豌豆彩潜蝇的寄生蜂有2科6种,葱斑潜蝇的寄生蜂有2科5种。芙新姬小蜂Neochrysocharis formosa(Westwood)为海南优势种寄生蜂,占寄生蜂总数的83.45%,底比斯姬小蜂Chrysocharis Pentheus(Walker)为次优寄生蜂,占寄生蜂总数的5.50%;芙新姬小蜂在豆科、葫芦科、十字花科和大戟科作物上,均为优势寄生蜂,发生高峰期同美洲斑潜蝇和三叶草斑潜蝇一致,发生高峰期为秋末至次年早春;杂色羽角姬小蜂Sympiesis flavopicta Bou(?)ek和撒氏离颚茧蜂Dacnusa sasakawai Takada是葱斑潜蝇的优势寄生蜂,发生时期与葱属植物的种植期一致,主要在秋末冬初发生。

关键词：潜叶蝇寄生蜂种群发生动态竞争互作

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稻茬移栽油菜田杂草群落发生规律及化学防除研究

稻茬移栽油菜田杂草群落发生规律及化学防除研究

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作者：赵延存南京农业大学

学位级别：硕士

稻茬移栽油菜是长江下游地区油菜的主要种植方式。近年来，稻茬油菜田杂草以禾本科为主，同时阔叶杂草发生量逐渐上升，对油菜生产造成严重危害。目前，胺苯磺隆是防除油菜田禾本科与阔叶混生杂草的首选除草剂，但胺苯磺隆残效期长，易... 详细信息

稻茬移栽油菜是长江下游地区油菜的主要种植方式。近年来，稻茬油菜田杂草以禾本科为主，同时阔叶杂草发生量逐渐上升，对油菜生产造成严重危害。目前，胺苯磺隆是防除油菜田禾本科与阔叶混生杂草的首选除草剂，但胺苯磺隆残效期长，易对后茬作物（如水稻）产生药害。本文研究了不同耕作制度油菜田杂草发生规律，稻茬油菜田杂草群落与油菜的竞争互作，含有胺苯磺隆的复配剂21％油壮胶悬剂（SC）对稻茬移栽油菜田杂草的防除效果及其对后茬水稻的安全性。结果如下：通过对水稻茬、玉米茬和棉花茬移栽油菜田杂草发生规律的调查分析，结果表明耕作制度的不同导致三种油菜田杂草群落结构和大小差异巨大。稻茬油菜田杂草群落以喜湿性禾本科杂草日本看麦娘（Alopecurus japonicus Steud.）为优势种，同时伴有中生性阔叶杂草巢菜（Vicia sativa）、荠菜（Capsella bursa-pastoris）等;棉花茬和玉米茬油菜田杂草群落以中生性和旱生性阔叶杂草为主，并且比稻茬油菜田杂草发生量小很多。在冬前，三种耕作制度油菜田杂草均有一个出苗主高峰，相应形成一个杂草密度高峰;开春后，都有少量杂草出苗，玉米茬和棉花茬油菜田杂草密度略有增加，稻莅油菜田禾本科杂草大量分蘖，杂草密度有较大幅度增加。对稻茬移栽油菜田杂草与油菜的竞争互作研究表明，杂草生物量在3月份之前增加极缓慢，进入3月中旬以后直线上升;与低密度油菜相比，高密度油菜对杂草生物量的增加有明显抑制作用。与对照相比，在油菜开花结荚期大量杂草的干扰使油菜每株角果数、角果干重、茎干重下降21.7～36.5％，分枝数、千粒重等也有不同程度的下降，而前期存在或后期萌发的杂草对油菜影响较小。全生育期保持有草处理的高、低密度油菜产量损失率分别为13.8％、59.0％，差异极显著，说明适当增加油菜密度能够显著减轻其产量损失。杂草的存在也影响了干物质在油菜营养和繁殖器官中的分配比率，且高、低密度油菜表现不同。复配除草剂21％油壮SC（由胺苯磺隆、乙草胺和精喹禾灵复配而成）能够同时对油菜田禾本科和阔叶草起到土壤封闭和茎叶触杀效果，且胺苯磺隆施用剂量降为其单剂的50％，提高了对后茬水稻的安全性。于12月上旬施用21％油壮SC100ml／667m，对供试稻茬移栽油菜田禾本科和阔叶杂草的株防效分别为97.4％和76.9％，鲜重防效分别为97.8％和87.2％，与有草对照相比增产43.8％，增产显著，综合效果好于25％胺

关键词：稻茬移栽油菜田杂草群落竞争互作胺苯磺隆 21%油壮SC 残留

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